内容正文:
第 二 章
海水中的重要元素——
钠和氯
化学·必修第一册
1
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第三节 物质的量
课时3 物质的量浓度
3
「任务一」 认识物质的量浓度
4
×
√
√
√
√
「任务二」 物质的量浓度的计算
23
课后分层练(十四) 物质的量浓度
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eq \a\vs4\al([学习目标])
1.知道物质的量浓度及其相关物理量的含义和应用,体会定量研究对化学科学的重要作用。
2.能基于物质的量认识物质组成及其化学变化,运用物质的量、摩尔质量、气体摩尔体积、物质的量浓度之间的相互关系进行简单计算
看懂体检报告,了解自己的身体健康状况。某同学体检报告中体检项目的部分指标如下。
问题1.你知道上述体检报告“单位”一栏中“mmol/L”的含义是什么吗?为什么体检报告中计量单位一般用“mmol/L”而不用“mol/L”?
提示:mmol/L是物质的量浓度的单位,是指每升血液中所含溶质(如葡萄糖、甘油三酯等)的物质的量为多少毫摩尔;因为血液中各种物质的浓度都很小,为了方便,选择使用“mmol/L”作为单位。
问题2.了解血糖——葡萄糖(C6H12O6,简称血糖,相对分子质量为180)。该同学血液中葡萄糖含量为5.1 mmol/L。
(1)其表示的物理意义是什么?
(2)若将单位换算为“mol/L”,怎样表达?
(3)正常男性的血液量一般为4.5 L~5.5 L,则该同学血液中含葡萄糖的物质的量最少为多少mmol?其质量是多少g?
提示:(1)该同学血液中葡萄糖含量为5.1 mmol/L,表示该同学每升血液中含有5.1 mmol的葡萄糖;
(2)若将单位换算为“mol/L”,则表达为5.1×10-3 mol/L或0.0051 mol/L;
(3)该同学血液中含葡萄糖的物质的量最少为5.1 mmol/L×4.5 L=22.95 mmol;该同学血液中含葡萄糖的质量为2.295×10-2 mol×180 g/mol=4.131 g。
问题3.了解身体血液中钙含量。该同学血液中钙含量为2.34 mmol/L。
(1)其表示的物理意义是什么?
(2)正常男性的血液量一般为4.5 L~5.5 L,则该同学血液中含Ca2+的物质的量最多为多少mmol?
(3)适量饮水,有益健康。若过量饮水,使血液中水量增多,可能会对身体产生不良影响。假设该同学运动后过量饮水,使血液的量短时间增至
6.2 L,以钙含量为例,通过计算说明此时是否会对身体产生不良影响?
提示:(1)该同学血液中钙含量为2.34 mmol/L,表示该同学的每升血液中含有2.34 mmol的Ca2+;
(2)该同学血液中含Ca2+的物质的量最多为2.34 mmol/L×5.5 L=12.87 mmol;
(3)该同学血液中含Ca2+的物质的量最多为12.87 mmol,此时血液体积为6.2 L,其物质的量浓度为12.87 mmol/6.2 L≈2.076 mmol/L<2.100
mmol/L,故可能会对身体产生不良影响。
问题4.将58.5 g食盐溶解到1 L蒸馏水中,所得溶液的物质的量浓度是1 mol/L吗?为什么?
提示:不是;1 L是水的体积而不是溶液的体积,所得NaCl溶液的物质的量浓度不是1 mol/L。
问题5.现有一种泉水样品,1.0 L这种泉水含有 4.0×10-2 g Ca2+,多少升这种泉水含有1.0 mol Ca2+?写出计算过程。
提示:该泉水样品中Ca2+的物质的量浓度为4.0×10-2 g/(40 g·mol-1×1 L)=1.0×10-3 mol·L-1;若含有1.0 mol Ca2+,其体积为1.0 mol/1.0×10-3 mol·L-1=1.0×103 L。
1.溶质的质量分数
(1)定义:溶液中 的质量与 的质量之比。
(2)表达式:ω(溶质)= 。
溶质
溶液
eq \f(m(溶质),m(溶液))×100%
mol·L-1
mol/L
2.物质的量浓度
(1)定义:表示 的溶液里所含溶质B的 ,叫作B的物质的量浓度。
(2)符号: 。
(3)单位: (或 ),若溶液浓度很小,可以用mmol/L等。
(4)表达式:cB= eq \f(nB,V)。
单位体积
物质的量
cB
1.1 mol HCl气体溶于1 L H2O中,所得溶液物质的量浓度为1 mol·L-1( )
2.2 L 0.1 mol·L-1 Na2SO4溶液中Na+数目为0.4NA(NA为阿伏加德罗常数的值)( )
3.表达式cB= eq \f(nB,V)中,B表示溶液中的任意溶质,可以是分子、离子等( )
4.将25 g CuSO4·5H2O溶于水配成1 L溶液,所得溶液的物质的量浓度为0.1 mol·L-1( )
5.从200 mL 0.1 mol·L-1盐酸中取出50 mL溶液,其物质的量浓度仍为0.1 mol·L-1( )
突破 对cB= eq \f(nB,V)的理解与运用
1.B表示溶液中的任意溶质,可以是分子、离子等。
2.溶质用物质的量表示,如给出溶质的质量或气体的体积时,要换算成物质的量。
3.V指“溶液的体积”,而不是“溶剂的体积”或“溶质的体积+溶剂的体积”,V的单位为升(L)。
4.一定物质的量浓度的某溶液,其浓度不因所取溶液体积的不同而变化。
【例1】 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.100 mL 0.1 mol·L-1的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01NA
B.向2 mL 0.5 mol·L-1硅酸钠溶液中滴入盐酸制硅酸胶体,所得胶粒数目为0.001NA
C.1.5 mol·L-1的MgCl2溶液中含有Cl-数目为3NA
D.常温下,1 L 0.1 mol·L-1硫酸溶液含有的H+数目约为0.2NA
解析:选D。A.100 mL 0.1 mol·L-1的NaOH水溶液中含有溶质NaOH和溶剂水,氧原子数目为二者氧原子数目的和,故A错误;B.2 mL 0.5 mol·L-1硅酸钠溶液中n(Na2SiO3)=0.5 mol·L-1×0.002 L=0.001 mol,根据Si守恒,生成的H2SiO3为0.001 mol,但硅酸胶体中的胶粒是一定数目硅酸粒子的集合体,故所得胶粒数小于0.001NA,故B错误; C.溶液体积未知,无法计算溶质的物质的量,故C错误;D.1 L 0.1 mol·L-1硫酸溶液中含有溶质H2SO4 0.1 mol,H2SO4溶于水完全电离,H+数目约为0.2NA,故D正确。
【例2】 NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,11.2 L氨水含有的分子数目为0.5NA
B.0.1 mol·L-1 NaCl溶液中含有Na+数目为0.1NA
C.1 mol Cl2 和铝在一定条件下完全反应,转移电子数目为3NA
D.1 mol H3O+中含有电子数为10NA
解析:选D。B.未指明0.1 mol·L-1 NaCl溶液的体积,无法计算含有Na+的数目,故B错误;C.1 mol Cl2和铝在一定条件下完全反应生成AlCl3,Cl元素由0价下降到-1价,转移电子数目为2NA,故C错误;D.1个H3O+含10个电子,则1 mol H3O+中含有电子数为10NA,故D正确。
1.下列说法中,正确的是( )
A.Na的摩尔质量是23 g
B.标准状况下,1 mol H2O的体积是22.4 L
C.44 g CO2中含有的氧原子数约为6.02×1023
D.0.5 mol·L-1 Na2CO3溶液中c(Na+)是1 mol·L-1
答案:D
2.(2025·广东广州高一上期末)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.22.4 L O2中一定含有2 mol O
B.1 mol K2SO4溶于1 L水中,溶液中含有K+的数目为2NA
C.20 mL H2O中溶解2.24 L HCl(已换算为标准状况),得到5.0 mol·L-1的盐酸
D.58.5 g NaCl溶解在1 L水中,所得溶液中溶质的物质的量浓度为1.0 mol·L-1
答案:B
3.将2.86 g Na2CO3·10H2O溶于水配成1 L溶液,则:
(1)该溶液的溶质为_________,其物质的量浓度为___________ mol·L-1。
(2)从所配溶液中取出10 mL溶液,取出溶液的物质的量浓度为________ mol·L-1,Na+的物质的量浓度为________ mol·L-1,溶液中溶质的质量为________g。
答案:(1)Na2CO3 0.01 (2)0.01 0.02 1.06×10-2
突破1 有关物质的量浓度定义式的计算
根据物质的量浓度的计算表达式cB= eq \f(nB,V),欲求cB,先求nB和V。
计算溶质的物质的量浓度的关键是从已知条件中找出溶质的物质的量(nB)和溶液的体积(V),据此求出溶质的物质的量浓度cB。
【例1】 (原创)常温常压下,1 L水中溶解了245 L HCl气体,所得溶液的密度为1.13 g·cm-3,计算所得溶液的物质的量浓度。(已知:常温常压下的气体摩尔体积为24.5 L·mol-1)
答案:n(HCl)= eq \f(245 L,24.5 L·mol-1)=10 mol
V溶液= eq \f(10 mol×36.5 g·mol-1+1 000 g,1.13 g·cm-3×1 000 cm3·L-1)≈1.208 L
c(HCl)= eq \f(n(HCl),V溶液)= eq \f(10 mol,1.208 L)=8.28 mol·L-1
突破2 与溶液稀释或混合有关的计算
(1)浓溶液稀释
①溶质的物质的量不变:c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀);
②溶质的质量不变:m(浓)·ω(浓)=m(稀)·ω(稀);
③溶液的质量守恒:m(稀)=m(浓)+m(水)。
(2)相同溶质两溶液混合
①溶质的物质的量不变:c1V1+c2V2=c(混)·V(混);
②溶质的质量不变:m1ω1+m2ω2=m(混)·ω(混)。
【例2】 从1 L 1 mol·L-1 NaOH溶液中取出100 mL,将其加水稀释至500 mL,所得溶液的物质的量浓度是__________________。
答案:0.2 mol·L-1
解析:100 mL NaOH溶液加水稀释至500 mL,NaOH的物质的量不变,由c(浓)·V(浓)=c(稀)·V(稀)可知,c(稀)= eq \f(c(浓)·V(浓),V(稀))= eq \f(100 mL×1 mol·L-1,500 mL)
=0.2 mol·L-1。
【例3】 取100 mL 0.25 mol·L-1和300 mL 0.30 mol·L-1的硫酸混合后再加水至溶液体积为500 mL,所得混合溶液中H+的物质的量浓度是
________mol·L-1。
答案:0.46
解析:令混合后溶质硫酸的物质的量浓度为a,则:100×10-3 L×0.25 mol·L-1+300×10-3 L×0.30 mol·L-1=500×10-3 L×a,解得:a=0.23 mol·L-1,混合稀释后溶液中c(H+)=2c(H2SO4)=2×0.23 mol·L-1=0.46 mol·L-1。
突破3 物质的量浓度与溶质的质量分数之间的换算
(1)换算公式
cB=
M为溶质B的摩尔质量(单位:g·mol-1);ρ为溶液密度(单位:g·mL-1);ω为溶质的质量分数。
(2)根据定义式推导换算公式
设溶液体积为1 L,则cB= eq \f(nB,V)==。
【例4】 实验室中常用盐酸试剂瓶上的标签如图所示。计算该盐酸的物质的量浓度为__________。
答案:11.9 mol·L-1
解析:可以利用换算公式cB=,带入数据直接计算,也可以根据定义式进行计算。
【归纳总结】
1.同一溶质、不同浓度的溶液混合,在混合前后溶质的质量、物质的量保持守恒,溶液的质量保持守恒,但溶液的体积一般不守恒,因为分子之间有间隙。
2.混合后溶液的体积
(1)若指出不考虑溶液体积改变,可认为是原溶液的体积之和;
(2)若给出混合后溶液的密度,应根据V(混)= eq \f(m(混),ρ(混))= eq \f(ρ1V1+ρ2V2,ρ(混))来计算。
1.下列有关0.2 mol·L-1BaCl2溶液的说法不正确的是( )
A.取出该溶液5 mL,加水稀释至100 mL后,溶液的浓度为0.01 mol·L-1
B.10 mL该溶液中Cl-浓度与20 mL 0.2 mol·L-1 KCl溶液中相同
C.100 mL该溶液中Cl-的物质的量为0.04 mol
D.100 mL该溶液与200 mL 0.1 mol·L-1 NaHSO4溶液恰好完全反应
解析:选B。A.取该溶液5 mL,加水稀释至100 mL后,溶液的浓度为0.01 mol·L-1,故A正确; B.该溶液中Cl-浓度为0.2 mol·L-1×2=0.4 mol·L-1,与20 mL 0.2 mol·L-1 KCl溶液中不相同,故B错误;C.100 mL该溶液中Cl-的物质的量为0.1 L×0.2 mol·L-1×2=0.04 mol,故C正确;D.100 mL该溶液中钡离子的物质的量为0.1 L×0.2 mol·L-1=0.02 mol,200 mL 0.1 mol·L-1 NaHSO4溶液中硫酸根离子的物质的量为0.2 L×0.1 mol·L-1=0.02 mol,则两者恰好完全反应生成硫酸钡沉淀,故D正确。
2.市售浓硫酸中溶质的质量分数为98%,密度为1.84 g·cm-3。计算市售浓硫酸中硫酸的物质的量浓度为__________。
答案:18.4 mol·L-1
解析:方法一:利用换算公式cB=,带入数据直接计算;
方法二:根据定义式进行计算。先计算出1 000 mL浓硫酸中含硫酸的质量, 1 000 mL×1.84 g·cm-3×98%=1 803.2 g,将其换算成硫酸的物质的量为 eq \f(1 803.2 g,98 g·mol-1)=18.4 mol,则市售浓硫酸中硫酸的物质的量浓度为18.4 mol·L-1。
1.在4 ℃时,向100 mL水中溶解了22.4 L NH3(标准状况下测得)后形成溶液。下列说法中正确的是( )
A.所得溶液的体积为22.5 L
B.该溶液物质的量浓度为10 mol·L-1
C.该溶液物质的量浓度因溶液的密度未知而无法求得
D.该溶液中溶质的质量分数因溶液的密度未知而无法求得
【点睛】 考查对物质的量浓度的理解、质量分数的计算等,注意根据定义式对物质的量浓度的理解,注意溶液质量等于溶质与溶剂质量之和,溶液体积不等于溶质体积与溶剂体积的和。
解析:选C。A.溶液体积不等于溶剂的体积与溶质的体积之和,溶液的体积远远小于NH3的体积,故A错误;B.标准状况下,22.4 L NH3的物质的量为1 mol,若形成溶液的体积为100 mL,则浓度为10 mol·L-1,但溶液的体积不等于溶剂的体积100 mL,因此不能计算出溶液的物质的量浓度,故B错误;C.由于溶液的密度未知,无法计算溶液的体积,因此该溶液的物质的量浓度无法计算,故C正确;D.溶质的物质的量n(NH3)= eq \f(V,Vm)= eq \f(22.4 L,22.4 L/mol)=1 mol,其质量m(NH3)=1 mol×17 g/mol=17 g,溶液质量m(溶液)=17 g+100 mL×1 g·mL-1=117 g,溶质的质量分数ω= eq \f(17 g,117 g)×100%≈14.5%,故D错误。
2.(2025·福建福州高一上期末)下列溶液中c(Cl-)最大的是( )
A.50 mL 2 mol·L-1的KCl溶液
B.50 mL 1 mol·L-1的FeCl3溶液
C.100 mL 1 mol·L-1的CuCl2溶液
D.100 mL 2 mol·L-1的NH4Cl溶液
解析:选B。Cl-浓度大小与溶液体积无关,2 mol·L-1的KCl溶液中c(Cl-)=2 mol·L-1,1 mol·L-1的FeCl3溶液中c(Cl-)=3 mol·L-1,1 mol·L-1的CuCl2溶液中c(Cl-)=2 mol·L-1,2 mol·L-1的NH4Cl溶液中c(Cl-)=2 mol·L-1,故1 mol·L-1的FeCl3溶液中Cl-浓度最大,故B符合题意。
3.(2025·河南郑州一中上期末)在40 g密度为d g/cm3的硫酸铁溶液中,铁元素的质量为2.8 g,则此溶液中SO eq \o\al(2-,4)的物质的量浓度为( )
A. eq \f(15d,8) mol·L-1 B. eq \f(5d,8) mol·L-1
C. eq \f(4d,5) mol·L-1 D. eq \f(5d,4) mol·L-1
解析:选A。40 g密度为d g/cm3的硫酸铁溶液体积为 eq \f(40 g,d g/cm3)= eq \f(40,d)×10-3 L,铁元素的质量为2.8 g,铁的物质的量为 eq \f(2.8 g,56 g/mol),硫酸根离子物质的量为 eq \f(2.8 g,56 g/mol)× eq \f(3,2),则此溶液中SO eq \o\al(2-,4)的物质的量浓度为 eq \f(\f(2.8 g,56 g/mol)×\f(3,2),\f(40,d)×10-3 L)= eq \f(15d,8) mol·L-1,故A符合题意。
4.阅读并分析体检报告(1 mmol=1×10-3 mol,1 mg=1×10-3 g),下列说法不正确的是( )
项目名称
英文缩写
检查结果
单位
参考范围
*钾
K
4.1
mmol·L-1
3.5~5.5
*钠
Na
140
mmol·L-1
135~145
*氯
Cl
103
mmol·L-1
96~111
*钙
Ca
0.68
mmol·L-1
2.13~2.70
项目名称
英文缩写
检查结果
单位
参考范围
胱抑素C
CysC
0.78
mg·L-1
0.59~1.03
*尿素
Urea
4.18
mmol·L-1
2.78~7.14
*葡萄糖
Glu
5.1
mmol·L-1
3.9~6.1
*无机磷
P
1.19
mmol·L-1
0.81~1.45
项目名称
英文缩写
检查结果
单位
参考范围
*总胆固醇
TC
4.65
mmol·L-1
2.85~5.70
*甘油三酯
TG
1.50
mmol·L-1
0.45~1.70
高密度脂蛋白胆固醇
HDLC
1.08
mmol·L-1
0.93~1.81
A.报告单表示葡萄糖指标的物理量是物质的量浓度
B.报告单各项目指标的物理量只有胱抑素C不是物质的量浓度
C.根据以上体检报告可以诊断为缺钙
D.若另外某人血液中葡萄糖(C6H12O6,简称血糖,相对分子质量为180)的指标单位为mg·L-1,检查结果为360 mg·L-1,经换算,结合以上参考范围,可诊断为高血糖
解析:选D。若另外某人血液中葡萄糖(C6H12O6,简称血糖,相对分子质量为180)的指标单位为mg·L-1,检查结果为360 mg·L-1,经换算,结果为2 mmol·L-1,结合以上参考范围,低于血糖浓度的最低值,可诊断为低血糖,故D不正确。
用所学知识看懂生活中的各种“浓度”,如体检表中的各种浓度,白酒、食醋等生活用品包装上标识的浓度等。
答案略。
【基础达标练】
1.将8 g无水硫酸铜配成0.1 mol·L-1的水溶液。下列说法正确的是( )
A.溶于500 mL水中
B.溶于1 L水中
C.溶解后溶液的总体积为500 mL
D.溶解后溶液的总体积为1 L
答案:C
2.下列关于物质的量浓度说法正确的是( )
A.0.3 mol·L-1的Na2SO4溶液中含有Na+和SO eq \o\al(2-,4)的总物质的量为0.9 mol
B.将Na2O和Na2O2各1 mol溶于水配成1 L溶液,所得溶液物质的量浓度不同
C.标准状况下,22.4 L NH3溶于水配成1 L溶液,所得溶液浓度为1 mol·L-1
D.要配制100 mL 1 mol·L-1的CuSO4溶液,需要胆矾16.0 g
答案:C
3.4 ℃时,在100 mL水中溶解22.4 L氯化氢气体(已折算为标准状况)。下列关于所形成溶液的说法正确的是( )
A.该溶液溶质的物质的量浓度为10 mol·L-1
B.若已知该溶液的密度,则可求得溶液溶质的物质的量浓度
C.该溶液中含有0.1 mol的Cl-
D.该溶液的体积为22.5 L
答案:B
4.(2025·安徽省芜湖市高一上期末)下列溶液中c(Cl-)与其他三项不同的是( )
A.10 mL 0.30 mol·L-1的NaCl溶液
B.20 mL 0.15 mol·L-1的CaCl2溶液
C.30 mL 0.10 mol·L-1的MgCl2溶液
D.40 mL 0.10 mol·L-1的AlCl3溶液
解析:选C。C项中c(Cl-)=0.10 mol·L-1×2=0.20 mol·L-1,其余选项中c(Cl-)=0.30 mol·L-1。
5.联氨(N2H4)可用于新型高效的生物脱氮技术,是厌氧氨氧化法处理废水工艺中的重要材料。实验室制备联氨的方法为2NH3+NaClO===N2H4+NaCl+H2O。NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.每消耗22.4 L NH3,生成N2H4的分子数为0.5NA
B.0.1 mol·L-1 NaClO溶液中Na+数为0.1NA
C.标准状况下,22.4 L H2O中含有的电子数为NA
D.每生成1 mol N2H4,转移的电子数为2NA
解析:选D。A.没有明确是否为标准状况,22.4 L NH3的物质的量不一定是1 mol,生成N2H4的分子数不一定是0.5NA,故A错误;B.没有明确溶液体积,不能计算0.1 mol·L-1NaClO溶液中Na+数,故B错误;C.标准状况下H2O不是气体,22.4 L H2O的物质的量不是1 mol,故C错误;D.2NH3+NaClO===N2H4+NaCl+H2O,NH3中N元素化合价由-3升高为-2,所以每生成1 mol N2H4转移的电子数为2NA,故D正确。
6.现有两份体积相同的营养液,用于无土栽培。其组成如下:
序号
KCl
K2SO4
ZnSO4
ZnCl2
①
0.4 mol
0.1 mol
0.3 mol
0.1 mol
②
0.2 mol
0.2 mol
0.1 mol
0.1 mol
两份营养液中各离子浓度( )
A.仅c(K+)相同 B.仅c(Cl-)相同
C.完全相同 D.完全不同
解析:选A。①溶液中各离子的物质的量分别为K+:0.4 mol+2×0.1 mol=0.6 mol,Zn2+:0.3 mol+0.1 mol=0.4 mol,Cl-:0.4 mol+2×0.1 mol=0.6 mol,SO eq \o\al(2-,4):0.1 mol+0.3 mol=0.4 mol;②溶液中各离子的物质的量分别为K+:0.2 mol+2×0.2 mol=0.6 mol,Zn2+:0.1 mol+0.1 mol=0.2 mol,Cl-:0.2 mol+2×0.1 mol=0.4 mol,SO eq \o\al(2-,4):0.2 mol+0.1 mol=0.3 mol,所以只有c(K+)相同,故A符合题意。
【拓展提能练】
7.(2025·河南郑州一中高一上期末)向溶质质量分数为2a%,体积为10 mL,物质的量浓度为c1 mol·L-1的稀H2SO4中加入V mL的水,使之溶质质量分数变为a%,此时物质的量浓度为c2 mol·L-1,则下列关系正确的是( )
A.V>10 2c2=c1
B.V<10 2c2>c1
C.V>10 2c2<c1
D.V>10 2c2>c1
解析:选C。因为水的密度小于稀H2SO4的密度,要使10 mL稀H2SO4中溶质质量分数由2a%变为a%,则所加水的体积大于10 mL;由c=可知,当稀H2SO4中溶质质量分数变为原来的 eq \f(1,2)时,其密度也变小,故其物质的量浓度小于原来的 eq \f(1,2),故C正确。
8.用100 mL 0.3 mol·L-1的氢氧化钠溶液和300 mL 0.25 mol·L-1的硫酸混合加水稀释到500 mL,混合液中H+的物质的量浓度为( )
A.0.36 mol·L-1 B.0.24 mol·L-1
C.0.45 mol·L-1 D.0.09 mol·L-1
解析:选B。设混合后溶质硫酸的物质的量浓度为n,则0.3 L×2×0.25 mol·L-1-0.1 L×0.3 mol·L-1=0.5 L×2n,解得n=0.12 mol·L-1,混合稀释后溶液中c(H+)=2c(H2SO4)=2×0.12 mol·L-1=0.24 mol·L-1。
9.如图是化学实验室中硫酸试剂标签上的部分内容。据此分析下列说法错误的是( )
A.该硫酸的物质的量浓度为9.2 mol·L-1
B.100 mL该硫酸的质量是184 g
C.硫酸的摩尔质量与磷酸(H3PO4)的摩尔质量相同
D.10 g 98%的硫酸(密度为1.84 g·cm-3)与10 mL 18.4 mol·L-1的硫酸的浓度是相同的
解析:选A。该硫酸的物质的量浓度为 eq \f(1 000 mL·L-1×1.84 g·mL-1×98%,98 g·mol-1)=18.4 mol·L-1;100 mL该硫酸的质量为100 mL×1.84 g·mL-1=184 g。
10.某瓶饮用矿泉水标签的部分内容如图所示。下列说法正确的是( )
A.配制表中的物质均为强电解质
B.该瓶矿泉水中镁离子的质量是4.8 mg
C.该瓶矿泉水中氯离子的物质的量浓度是0.2 mol·L-1
D.不考虑其他离子,该瓶矿泉水中硫酸根离子的浓度是57.6 mg·L-1
解析:选D。A.配制表中的物质中纯净水是极弱电解质,硫酸镁、氯化钾、硫酸钾均属于盐,在水中能完全电离为金属阳离子和酸根离子,属于强电解质,故A错误;B.该瓶矿泉水中镁离子的质量是4.8 mg/L×0.5 L=2.4 mg,故B错误;C.该瓶矿泉水中氯离子的物质的量浓度是 eq \f(7.1×10-3 g·L-1,35.5 g/mol)=2×10-4 mol·L-1 ,故C错误;D.钾离子浓度为 eq \f(39.0×10-3 g·L-1,39 g/mol)=1×10-3
mol·L-1,氯离子浓度为 eq \f(7.1×10-3 g·L-1,35.5 g/mol)=2×10-4 mol·L-1,镁离子浓度为 eq \f(4.80×10-3 g·L-1,24 g/mol)=2×10-4 mol·L-1,不考虑其他离子,按溶液呈电中性可知,c(Cl-)+2c(SO eq \o\al(2-,4))=c(K+)+2c(Mg2+),得到c(SO eq \o\al(2-,4))=6×10-4 mol·L-1,该瓶矿泉水中硫酸根离子的浓度是6×10-4 mol·L -1×96 g/mol×103 mg/g=57.6 mg·L-1,故D正确。
11.将24.4 g氢氧化钠固体溶于水配成100 mL溶液,其密度为1.219 g·mL-1。
(1)该溶液中氢氧化钠的物质的量浓度为________________________。
(2)该溶液中氢氧化钠的质量分数为___________(结果保留2位小数)。
(3)从该溶液中取出10 mL,含氢氧化钠的质量为________,含氢氧化钠的物质的量为__________。
(4)将取出的10 mL溶液加水稀释到100 mL,稀释后溶液中氢氧化钠的物质的量浓度为_____________________________________________。
答案:(1)6.1 mol· L-1 (2)20.02% (3)2.44 g 0.061 mol (4)0.61 mol·L-1
解析:(1)24.4 g 氢氧化钠的物质的量为0.61 mol,c(NaOH)= eq \f(0.61 mol,0.1 L)=6.1 mol·L-1。
(2)100 mL氢氧化钠溶液的质量为100 mL×1.219 g·mL-1=121.9 g;氢氧化钠的质量分数为 eq \f(24.4 g,121.9 g)×100%≈20.02%。
(3)由于整个溶液都是均匀的,所以这10 mL溶液与原100 mL溶液相比,氢氧化钠的质量分数和溶液的密度均相同,但氢氧化钠的质量和物质的量均为原来的 eq \f(1,10)。
(4)这10 mL溶液中氢氧化钠的物质的量为0.061 mol,稀释到100 mL,氢氧化钠的物质的量浓度为 eq \f(0.061 mol,0.1 L)=0.61 mol·L-1。
12.实验室可用以下方法制备莫尔盐晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O,相对分子质量为392]。
(1)将4.88 g铁屑(含Fe2O3)与25 mL 3 mol·L-1 H2SO4充分反应后,得到FeSO4和H2SO4的混合溶液,稀释溶液至100 mL,测得c(H+)=0.1 mol·L-1。铁屑中Fe2O3的质量分数是________(结果保留两位小数)。
(2)向上述100 mL溶液中加入与该溶液中FeSO4等物质的量的(NH4)2SO4晶体,待晶体完全溶解后蒸发掉部分水,冷却至t ℃,析出莫尔盐晶体12.360 g,剩余溶液的质量为82.560 g。t ℃时,计算(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的溶解度为____(结果保留两位小数)。
答案:(1)65.57% (2)22.35 g
解析:(1)根据题意知,溶液中剩余酸的物质的量n(H2SO4)=0.1 mol·L-1× eq \f(1,2)×0.1 L=0.005 mol,则参加反应的n(H2SO4)=0.025 L×3 mol·L-1-0.005 mol=0.07 mol;设铁的物质的量是m mol,氧化铁的物质的量是n mol,发生反应的化学方程式为Fe+Fe2O3+3H2SO4===3FeSO4+3H2O、Fe+H2SO4
===FeSO4+H2↑,则根据固体的质量和硫酸的物质的量可知,56m+160n=4.88,m-n+3n=0.07,解得n=0.02,m=0.03,所以铁屑中Fe2O3的质
量分数是 eq \f(0.02 mol×160 g·mol-1,4.88 g)×100%≈65.57%。(2)根据以上分析结合原子守恒知,n(FeSO4)=n(Fe)+2n(Fe2O3)=(0.03+0.04) mol=0.07 mol,根据莫尔盐的化学式知,n[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]=n(FeSO4)=0.07 mol,溶液中莫尔盐的质量为0.07 mol×392 g·mol-1-12.360 g=15.08 g,设莫尔盐的溶解度为x,则 eq \f(x,100 g)= eq \f(15.08 g,82.560 g-15.08 g),解得x≈22.35 g。
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